هل بإمكان الشمس والرياح أن تجعل المياه المالحة قابلة للشرب؟

لطالما سخرت المحيطات من العطشى!

تشير السجلات إلى سنة 200 بعد الميلاد حيث اعتاد البحارة لغلي مياه البحر واستخدام إسفنجات لامتصاص المياه العذبة من البخار المتصاعد. ولكن طرق تحلية المياه اليوم أكثر تطوراً مثل: التقطير متعدد المراحل، و التناضح العكسي، التحليل الألكتروني والكثير من الطرق الأخرى.

ولكن شيئاً واحداً لم يتغير منذ عصور البحارة القدام، ألا وهو أن تحلية المياه المالحة تتطلب الكثير من الطاقة. ورغم أن 70% من سطح الأرض مغطى بالماء فإن الإنسانية تقضي حاجتها من المياه العذبة الغير متجمدة والتي تشكل1% فقط من الأرض.

ولكن الاستثناء الوحيد الجدير بالملاحظة هو إقليم المملكة العربية السعودية والمناطق المجاورة الغنية بالنفط والذين استخدموا ثرواتهم من أجل تحلية مياه المحيطات. ولكن بالرغم من ذلك، إن الطلب على المياه في تزايد مستمر تزامناً مع الزيادة السكانية والتطور الصناعي في الوقت الذي يسبب فيه تغير المناخ نقصان المياه.

 إن الدول النفطية والتي تعتمد على بيع النفط الخام كدخل لها تستخدم النفط من أجل تشغيل محطات إنتاج المياه العذبة، ولكن البعض يهدف إلى تشغيلها بمصدر متجدد ومتوافر بكثرة، ألا وهو الشمس، وهذا ما تريده الكثير من المناطق الي تعاني شحاً كبيراً من الماء.

وكما قال أحد مؤسسي ورئيس شركة (واتر اف اكس) إحدى الشركات الرائدة في مجال الطاقات المتجددة: “إن تحلية المياه تتطلب الكثير من الطاقة، و لكن ليس بالضرورة الكثير من الوقود وهذا هو المهم. ليس من المهم أن يصب التركيز على كمية الاستهلاك، إنما على مصدر الطاقة.”

هاكم أربع مناطق تحاول استغلال مياه البحر والمياه الجوفية المالحة باستخدام الطاقة الشسمية وطاقة الرياح:-

1- الشرق الأوسط:
سيبدأ في غضون الأسابيع المقبلة إنشاء أربع محطات تحلية مياه صغيرة في الإمارات المتحدة العربية. ولكن سادس أكبر منتج للنفط في العالم (الثاني في الشرق الأوسط بعد المملكة السعودية ) ليست على عجلة في استخدام الطاقة الشمسية. عوضاً عن ذلك، شركة مصدر الإماراتية للطاقة تخطط لتجربة تقنيات مختلفة لأربع شركات معينة، ثم تحدد أيها أكثر فعالية وانتاجية للطاقة.

وفي حلول منتصف سنة 2016 ميلادي، ستقوم شركة مصدر للطاقة باختيار نظام يستخدم الطاقة الشسمية. قرارٌ كهذا حتماً سيكون محط أنظارِ الدول المجاورة. إن توافر المياه لكل مواطن في الشرق الأوسط يعني أن 1/17 من سكان الأرض تُلبى حاجتهم فقط، وشح المياه في تزايد مستمر. وإن تغير المناخ من شأنه أن يقلص منهطول الأمطار وتوافر المياه العذبة بنسبة 40% بحلول 2050 كما صرح البنك العالمي.

وحث البنك تلك المناطق على الاستفادة من طاقتها الشمسية الهائلة لأن إشعاع الطاقة الشمسية الواقع على الكيلو متر المربع الواحد في تلك المناطق يساوي الطاقة المولدة من استخدام 1-2 مليون برميل من النفط.

2- أستراليا:
لقد تم تحسين طرق تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية الشهر المنصرم في إحدى أكثر الولايات قحطاً في أكثر القارات المأهولة جفافاً على الأرض. حيث أعلنت الشركة العالمية للاسثمار (كي كي أر) أنها كانت تستثمر في مشروع تم تطويره من قبل مزارع (ساندراب) الأسترالية و التي سوف تستخدم الطاقة الشمسية المركزة لتحويل مياه المحيطات إلى مياه عذبة لري المحاصيل.

و أضاف المدير التنفيذي لساندراب سامويبر في تصريح يعلن فيه الاتفاقية بينهم وبين كي كي أر: “نحن نزرع النباتات في الأماكن التي لا تصلح للزراعة. إن المياه العذبة باختصار هي مصدر أمن غذائي محلي يجب الاهتمام به و إن نتائج الزراعة بالطريقة التقليدية في تلك المناطق لن تكون مضمونة أو ثابتة.”

تنوي شركتا (ساندراب) و(كي كي أر) لتطوير مركز تكنولوجي في جنوب أستراليا وخطة لترويج هذا النهج للمناطق التي تعاني من التقلبات المناخية ونقصان الماء.

3- ولاية تكساس:
لسنوات عدة، تحدث سكان ولاية تكساس عن الاستفادة من خليج المكسيك لمعالجة مشاكل المياه المزمنة، وزاد هذا الاهتمام بعد سنة 2011 عندما اختبرت تكساس سنة جافة لدرجة القحط. حيث انتشرت الحرائق وإضطر مربي الماشية لبيع مواشيهم من شدة شح الماء.

أسمعت من قبل عن التعبير القائل: “إن الويسكي للشرب و الماء للقتال؟” تسأل (كايت زيرينر)؛ مديرة مشاريع صندق الدفاع عن البيئة.”إنها مسألة حساسة هنا”

إن ارتفاع تكلفة تحلية المياه قد أحبطت عملية التنمية، فليس لدى تكساس مائة محطة تحلية التي من شأنها تحلية أكبر مخازن المياه الجوفية المالحة، لكنها تعتمد على الكهرباء التي تعمل بالغاز الطبيعي والاعتماد على الفحم للحصول على الطاقة.

و أضافت زيرينر بأنه بدلاً من زيادة انبعاثات الكربون بالتحلية التي تعمل عن طريق الوقود الأحفوري، يجب على تكساس التركيز على مصادر الطاقة المتجددة. وأوضح باحثون من جامعة تكساس السنة الماضية أن مع الكثير من الماء المالحة تحت الأرض فإن الاقتصاد الناتج عن تحلية المياه بطاقة التوربيناتستكون جيدة. وحتى الأن، لا يوجد إلا مدينة سيمينول التي تمتلك مشروع توضيحي صغير في مؤسسة الرياح الوطنية الواقعة في جامعة تكساس للتكنولوجيا.

هناك مشكلة واحدة محتملة كما أوضح باحثوا جامعة تكساس، ألا وهي أن الأغشية في بعض أنظمة تحلية المياه صممت لتعمل تحت ضغط مستمر وأن طاقة الرياح متقطعة. وأضافت زيرينر بأن على تكساس أن تدرس إضافة الطاقة الشسمية إلى طاقة الرياح حتى ينتجا طاقة أكثر ثباتاً. و تشير أيضاً بأن تحلية المياه باستخدام الوقود الأحفوري لديه مشاكله، حيث أن المحطات التي تعمل بالفحم والغاز تستهلك الكثير من الماء.

وقالت زيرينر: “إن استخدام مصدر يستهلك الكثير من المياه من أجلانتاج المياه ليس منطقياً! نحن بحاجة إلى مفهوم المياه كمصدر للطاقة والطاقةكمورد للمياه.”

4- ولاية كاليفورنيا:
وسط أسوأ موجة جفاف في تاريخ ولاية كاليفورنيا، هناك مقترحات لأكثر من عشر محطات لتحلية المياه على ساحل جولدن ستيت. وستعتمد أكثرعلى الكهرباء التي تعمل بالغاز الطبيعي لانتاج الطاقة.

ويتم الأن انشاء مشروع بقيمة مليار دولار على الساحل الأمريكي في كارلسباد. محطة تحلية بوسيدون والتي تهدف لأن تكون أكبر محطة تحلية مياه في نصف الكرة الأرضية الغربي. وقد وافقت سان دييغو على شراء هذه المحطة بضعف تكلفة إمدادات المياه المألوفة.

و قال المهندس في شركة (واتر اف اكس) مانديل أنه تم تطوير نظام الطاقة الشمسية الحراري في محطة بانوش للمياه الواقعة في الوادي المركزي التابعة للشركة والذي من شأنه أن يحسن من اقتصاد تحلية المياه. وأضاف أنه بامكان بانوش انتاج المياه بنصف تكلفة محطة بوسيدون لأنها تستخدم مرايا الأحواض المكافئة بدلاً من الطاقة الشمسية لانتاج الكهرباء والتي تمتص 100% من اشعاعات الشمس وتحولها إلىحرارة لتنقية المياه المالحة. مبدئياً، هذه التقنية هي طريقة متطورة عن الطريقة التي استخدمها البحارة القدام عندما كانوا يغلون مياه البحر لاستخلاص المياه العذبة. كما أيضاً أن هذه التقنية لا تستخدم أغشية فلا قلق من انقطاع الطاقة التيتولد الكهرباء.

و أضاف مانديل: “نحن نأمل أن يحسن الناس وأن يعيدوا استخدام هذه التقنية، ونحن نؤمن بشدة أن مستقبل المياه في كاليفورنيا هو عن طريق تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية.” وأوضحت الشركة أنها تركت لأي شخص الحرية في تطويرأو تعديل هذه الطريقة.

ويتم الأن جمع مبلغ مالي قدره 30 مليون دولار لتوسيع هذا المشروع، ربما يكون المبلغ كبيراً ولكن انتاج مياه عذبة هو ضرورة كبيرة. إن الغرض الأساسي من المشروع هو تخليص حقول الزراعة من المشكلة القائمة المتمثلة في المياه المالحة.

وقال تهيذر كولي مدير برنامج المياه في مؤسسة بيسيفك: “إنه من غير المحتمل أنهم سينفذون هذه الطريقة لتوفير المياه فقط! لأن ذلك سيكون مكلفاً للغاية.”، أضافت كولي أن على كاليفورنيا البحث عن طرق بجانب تحلية المياه مثل التقليل من استهلاك المياه. إننا نخطط في المياه والطاقة مكصدرين منفصلين.” وقالت أيضاً أن توفير استهلاك المياه سيصاحبه  توفير للطاقة في كاليفورنيا لأن ضخ المياه في الأنابيب لتوصيلها للمواطنين يعتمدعلى الكهرباء. وأنهت كلامها قائلةً: “عند الفكير بأكثر من حل سنكون الرابحين في أكثر من جانب.”

المصدر: هنا